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Aditivos para argamassas e concretos

Materiais de Construção II

Pontifícia Universidade Católica de Goiás

Engenharia Civil

Professora: Mayara Moraes

Introdução

Mehta: “Quarto componente do concreto”;

Estados Unidos, Japão e Alemanha: Cerca de 80% de concreto aditivado.

“Os aditivos aprimoram certas características positivas do concreto, mas

não transformam um concreto mal dosado em um bom concreto.”

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Histórico

Romanos e incas: Albumina

• Sangue e clara de ovos; Álcalis (cal)

Brasil: Óleo de baleia (plastificante) Gesso cru (Regulagem do tempo de pega) Cloreto de cálcio

Alemanha e França: Graxa de cal (plastificante e hidrofugante)

Definições

ADMIXTURES:

“Produtos empregados na elaboração de concretos ou argamassas de cimento para modificar certas propriedades do material fresco ou endurecido”.

Tradução: Aditivos OU adições!

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Definições

Fonseca, 2010:

Aditivos

químicos

Adições

minerais

“Alterar as características

do cimento, sem alterar

sua proporção na

composição do concreto”

“Somar ou substituir

parcialmente o cimento

(devido às suas

propriedades semelhantes

às do cimento)”

Base orgânica

ou inorgânica

Efeitos Genéricos

Aumento da trabalhabilidade ou plasticidade do concreto; Redução do consumo de cimento (custo, calor liberado...); Aceleração ou retardo do tempo de pega; Redução da retração do concreto; Aumento da durabilidade:

• Inibição da corrosão das armaduras;

• Neutralização das reações álcali-agregado;

• Redução do efeito do ataque por sulfatos;

• Diminuição da permeabilidade.

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Classificação - NBR 11768/92

Tipo P: Aditivo plastificante Tipo R: Aditivo retardador de pega Tipo A: Aditivo acelerador de pega Tipo PR: Aditivo plastificante retardador Tipo PA: Aditivo plastificante acelerador Tipo IAR: Aditivo incorporador de ar Tipo SP: Aditivo superplastificante Tipo SPR: Aditivo superplastificante retardador Tipo SPA: Aditivo superplastificante acelerador

Aditivos Não-normalizados

Inibidores de corrosão; Redutores de retração; Expansores; Impermeabilizantes; Redutores de ar incorporado; Promotores de viscosidade; Redutores de expansão álcali-agregado; Promotores de adesão; Fungicidas, inseticidas e bactericidas; Agentes de cura.

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Substâncias Tensoativas

As substâncias tensoativas consistem essencialmente de

moléculas orgânicas de cadeias longas, com uma

extremidade hidrófila (que atrai moléculas de água) e uma

hidrófoba (que repele água).

Aditivos tensoativos:

- Incorporadores de ar

- Redutores de água

Substâncias Tensoativas

Concreto com pequenas quantidades de água:

Sistema mal disperso

• Tensão superficial elevada da água

• Tendência das partículas de cimento a formar

flocos e se aglomerarem

As substâncias tensoativas atuam nas interfaces:

Ar – Água (Incorporadores de ar)

Cimento – Água (Redutores de Água)

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Substâncias Tensoativas

Aditivos incorporadores de ar: Incorporam ou adicionam ar ao concreto, em bolhas

de 0,1 a 0,8 mm.

Aditivos redutores de água: Melhoram a trabalhabilidade dos concretos frescos.

Aditivos Tensoativos (de ação física)

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Reduzem a tensão superficial da água e incorporam ou

adicionam ar ao concreto, em bolhas de 0,1 a 0,8 mm.

O grau de eficiência do aditivo depende da presença de finos: Quanto mais finos na composição do concreto (por ex., concretos

com altos consumos de cimento), menos ar é incorporado.

Incorporadores de Ar

Reduzem a tensão superficial da água e incorporam ou

adicionam ar ao concreto, em bolhas de 0,1 a 0,8 mm.

O grau de eficiência do aditivo depende da presença de finos: Quanto mais finos na composição do concreto (por ex., concretos

com altos consumos de cimento), menos ar é incorporado.

Obs.: O excesso de

ar incorporado

diminui a resistência

mecânica do

concreto.

Incorporadores de Ar

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Principais vantagens:

Aumentar a plasticidade por diminuir o atrito entre os sólidos.

Aumentar a durabilidade por reduzir a demanda de água para

dada trabalhabilidade.

Reduzir a segregação e exsudação.

Aumentar a resistência do concreto ao fenômeno gelo-degelo.

• As bolhas deixam espaço para a formação dos cristais de gelo.

• Aumento do volume da água em cerca de 9%.

Incorporadores de Ar

Incorporadores de Ar

Aumento da resistência do concreto ao fenômeno gelo-degelo

pela adição de aditivos incorporadores de ar:

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f das

microbolhas:

0,1 a 0,8 mm

Zona de concreto protegida da ação do gelo

Micro bolhas de ar Zonas desprotegidas por estarem

distantes das micro bolhas

Incorporadores de Ar

Redutores de Água

Plastificantes, Superplastificantes ou Polifuncionais.

Aumentam a trabalhabilidade do concreto.

Principal mecanismo de ação – Tensoatividade:

Moléculas com extremidades laterais carregadas

negativamente.

Um dos lados adere aos grãos de cimento (superfície

positiva), e outro lado fica exposto, com cargas

negativas.

A repulsão elétrica entre as cargas negativas afasta

os grãos de cimento cobertos pelo aditivo, dando

plasticidade à mistura.

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Redutores de Água

Redutores de Água

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Redutores de Água

Redutores de Água

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Redutores de Água

Para uma dada trabalhabilidade:

Plastificantes (P) até 12% de redução de água.

Polifuncionais (PF) até 20% de redução de água.

Superplastificantes (SP) mais de 20% de redução de

água.

Possibilidades:

Aumentar a trabalhabilidade mantendo o a/c e a

resistência mecânica.

Aumentar a resistência diminuindo o a/c, mantendo a

trabalhabilidade.

Redutores de Água

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Redutores de Água

Redutores de Água

Aditivos superplastificantes:

1ª Geração – Lignosulfonados, Melanina-formaldeído;

• Período de eficiência muito curto;

• Adição no local da obra, e não na usina.

2ª Geração – Naftalênicos:

• Eficiência por cerca de uma hora.

3ª Geração (Hiperplastificantes) – Policarboxilatos

• Eficiência por cerca de 1 hora e meia;

• Poder plastificante muito maior (cerca de 30% de redução de

água)

• Custo alto - R$ 14,00/kg (04/2006) - ADVA e GLENIUM.

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Redutores de Água Superplastificantes

Maior resistência mecânica;

Maior impermeabilidade e durabilidade;

Minimização de retração, fissuramento e exsudação;

Melhor proteção e aderência da armadura;

Fácil adensamento e bombeamento; • Concretos com baixo consumo de cimento sem

segregação, preservando as características durante o processo de bombeamento.

Melhor o acabamento em concreto aparente.

Facilitam o preenchimento de formas com alta concentração de armadura.

Redutores de Água

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Modificadores de Tempo de Pega

Afetam o tempo de pega e desenvolvimento do endurecimento

do concreto.

Interferem na facilidade de dissolução na água do cimento. Aceleradores facilitam a dissolução do cimento;

Retardadores dificultam a dissolução do cimento.

A composição química e a finura do cimento influenciam a

velocidade da aceleração ou do retardo.

Um mesmo composto pode acelerar ou retardar, conforme a

concentração na água de amassamento. Ex.: CaCl2 ou K2CO3: 0,1 a 0,3% - Retarda;

mais que 1% - Acelera.

Obs.: Aditivos com cloretos são nocivos às armaduras de aço

pela ação potencializadora de corrosão do cloro.

Trazem flexibilidade ao uso do concreto, aumentando o

tempo de trabalhabilidade e acabamento do material. Retardamento entre seis e oito horas;

Afetam as resistências iniciais (primeiras horas e dias);

Não prejudicam a resistência final.

Adequados para aplicações complexas em climas quentes. Concretagens longas

Melhor distribuição do calor de hidratação – menos retração.

Dosagem máxima: cerca de 0,5% do peso do cimento: Acima do limite: Comportamento instável no início de pega

Modificadores de Tempo de Pega Retardadores

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Modificadores de Tempo de Pega Retardadores

Principais efeitos: Possibilidade de moldagem em temperaturas mais baixas

do concreto, reduzindo tempo de acabamento dos projetos.

Concretagens em clima frio;

• Possibilidade de lançamento do concreto em temperaturas de até

-7°C sem o congelamento da água.

Redução do tempo de aplicação de procedimentos de cura;

Aumento da resistência inicial (desforma mais rápida);

Redução da exsudação;

Aceleração do início de serviços acabamento;

Concentração do calor de hidratação – Mais retração.

Modificadores de Tempo de Pega Retardadores

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Provocam pega mais rápida e desenvolvimento mais

rápido de resistência.

Os aceleradores à base de cloreto são os mais eficientes;

Quanto maior o consumo de cimento, maior a

eficiência do acelerador.

Modificadores de Tempo de Pega Aceleradores

Modificadores de Tempo de Pega Aceleradores

Pré-moldados: Liberação

mais rápida da forma

(maior produtividade).

Pavimentos de

concreto: Liberação

mais rápida do tráfego.

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Inibidores de Hidratação

Também chamados “Estabilizadores”.

Interrompem processo de hidratação do cimento.

Retardamento de até 60 horas.

Pouco afeta resistências iniciais do concreto.

Inibidores de Hidratação

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Influência dos aditivos sobre a resistência de concretos de mesma relação a/c

Resis

tên

cia

me

nic

a

Dias Meses Anos

Plastificante

Acelerador

Retardador

Sem aditivo com consistência mais seca

Outros Aditivos

Aditivos Impermeabilizantes:

Obturam os poros do concreto, reduzindo a penetração de

umidade sobre pressão.

Aditivos hidrofugantes:

Repelem eletricamente a água e reduzem a penetração de

umidade.

Aditivos Expansores

Agentes de Cura

Aditivos Controladores da Reação Álcali-agregado

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Aditivos Hidrofugantes

Aditivos Expansivos

Aluminatos ou sulfoaluminatos que reagem c/ cal do

cimento e a água, provocando expansão. Aumentos de 3 a 8 % no volume da massa de concreto.

Aumento da aderência e da impermeabilidade.

Usos recomendados:

Ancoragem / chumbamento de equipamentos

Encunhamento de alvenarias

Caldas para injeção em solo

Explosivos

Cimentos expansivos

Cimento Portland comum + aditivo expansor.

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Aditivos Expansivos

Agentes de Cura

Mecanismo principal de ação: A evaporação do solvente

propicia a formação de uma película contínua que impede a evaporação da água de amassamento.

Uso recomendado Locais onde a cura úmida

com água é impraticável

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Controladores da Reação Álcali-agregado


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